板形自动检测及闭环控制技术的应用

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1、板形自动检测及闭环控制技术的应用欧阳金明摘要：介绍了武钢冷轧厂从ABB公司引进的2套板形自动检测装置和闭环控制系统功能，并总结了在系统调节中值得注意的问题．关键词：冷轧带钢；自动检测；板形控制；应用Theapplicationofshapeautomaticinspectionandclosed-loopcontroltechniqueOUYANGJin-ming(ColdRollingPlant,WuhanIron&Steel(Group)Co.,Wuhan430080,China)Abstract:Thepaperintroducedthefunctionofthetwounits

2、ofshapeautomaticinspectionandclosed-loopcontrolsystem,whichwereimportedfromABBCo.byWuhanIronandSteelCo.Atthesametime,someproblemsshouldbeattendedaresummarized.Keywords:coldrolledstrip;automaticinspection;shapecontrol;application1板形测量辊简介　　武钢冷轧厂现有2套由ABB公司提供的板形自动检测和闭环控制装置，分别安装在5机架冷连轧机组和单机架HC六辊可逆式冷轧

3、机上．　　ABB公司的板形测量辊为压磁式应力测量辊．根据产品的最大宽度来设计测量辊测量区的数量．由于每个测量区的宽度为52mm,武钢冷轧厂HC六辊轧机所轧制的带钢宽度最宽为1100mm,所以测量区设计为23个；5机架连轧机所轧制的带钢最宽为1530mm,设计为31个测量区．每个测量区有4个测压头，沿测量辊圆周方向成90°安装在4个内芯轴向槽沟内，外面再套上钢环套，见图1．图1　板形测量辊　　测量辊可以在带钢表面温度为175℃的条件下连续运行．该测量辊代替了轧机出口端传统的转向辊．2　测量辊的检测原理　　通过测量辊各个测量区测出带钢张力作用在图1板形测量辊测量区上的径向力与设定的带钢平均

4、张力比较，可反映出带钢的平直度．良好的带钢平直度必须具有相同的轧制延伸，而一般情况下，在横向上很难达到全部相同的延伸，延伸差越大，则平直度越差．尽管在轧制时，带钢承受相当大的张力，而用肉眼看带钢是平直的，但带钢沿横向的应力分布不均，一旦带钢张力减少或消失，带钢即出现浪形或瓢曲．　　带钢设定的平均应力：σo=T/Bh=E(Ls-Lo)/Lo;　　单条带钢应力σi=E(Ls-Li)/Li　　单条带钢应力差△σi=σi-σo=-E(Li-Lo)/Lo式中，Li为带钢沿宽度方向被分成单条后的长度，Ls为拉平后的长度；T为带钢给定的卷取总张力；Lo为带钢的额定长度；B为带钢宽度；h为带钢厚度，E

5、为弹性模量．　　测量辊测出的应力结果与相应的测量区应力分布图（也可换算出延伸率）可显示在显示屏上．3　板形检测系统的补偿　　为了反映出实际带钢的平直度，必须对测量值进行修正或补偿．3.1　测量辊挠度的补偿　　虽然测量辊是刚性体，但因受到带钢张力的作用而产生一定程度的挠度，使带钢无法均匀地与测量辊接触，影响了测量精度，因此须用修正系数补偿测量值．修正系数是综合了测量辊的重量、长度、带钢的张力和宽度而计算出来的（通常由制造厂提供软件）．3.2　卷取机卷筒挠度的补偿　　对卷取机卷筒挠度的补偿同测量辊挠度补偿．3.3　边缘复盖区的修正　　在实际生产中，所轧制的带钢宽度不可能完全是测量区宽度（5

6、2mm）的奇数倍．因此与带钢两边接触的2个测量区不能全部被带钢复盖．当复盖小于某个值时，该测量区测量的信号就不被采用；而大于某个值但又未达100%复盖时，则要对测量值进行修正，按实际复盖宽度折算该测量区的应力值．3.4　带钢凸度补偿　　带钢凸度在卷取过程中不断积累，将会产生较大的带卷凸度，对测量辊测量值产生影响．3.5　温度补偿　　在轧制过程中，带钢因变形在宽度方向的温度是不同的，其温差称为带钢横向温度梯度，它将引起不同的热应变．如不修正温度梯度，尽管在轧制过程中带钢应力偏差调节到零，但仍不能获得良好平直度的带钢．　　通过试验可知，带钢的热应变为2.5N/mm2.℃．带钢在轧制过程中，

7、中部与两边的温差可达10℃．所以温度梯度效应很大．一定要将测得的各区段的应力进行修正，或在给定的带钢应力分布（或称板形目标曲线）中考虑温度梯度效应，以获得良好的平直度．4　板形闭环控制手段4.1　工作辊的弯辊控制　　通过调节工作辊的正负弯辊改变工作辊的挠度，可消除带钢中间浪和两边浪缺陷．　　在该系统软件中，还考虑了与带钢宽度、厚度和材质有关的适应系数，对不同材质和不同的轧制规格，通过这3个适应系数对弯辊调节量输出进行调整使调节效果最佳化．4.2